• Like

Performance Running Oracle ASM With Dell EqualLogic PS Series Storage

  • 1,434 views
Uploaded on

This white paper provides an overview and configuration and implementation guidelines for Oracle ASM with Dell EqualLogic PS iSCSI storage. It also outlines how Oracle ASM complements the PS …

This white paper provides an overview and configuration and implementation guidelines for Oracle ASM with Dell EqualLogic PS iSCSI storage. It also outlines how Oracle ASM complements the PS EqualLogic load-balancing capability.

More in: Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,434
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
22
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1.     Performance Implications of running       Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage  Database Solutions Engineering By Raghunatha M Ramappa Ravi Wendy Chen Dell Product Group July 2009
  • 2. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    Executive Summary    IT organizations face a challenge in managing complex database environments that balance optimal  performance with the growing cost of database storage. In addition to the computer resources,  managing database environments require storage file management, provisioning and administration. All  of these storage related activities require administration activities to attain optimal performance and  maximize storage resource utilization and capacity management; the result is a higher cost for  administering the database storage.  Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage coupled with Oracle ASM provides a solution that can address  these challenges.  When PS series arrays are used with Oracle ASM, they complement each other and  improve overall performance and availability. This white paper is intended to give overview,  configuration and implementation guidelines for Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS iSCSI storage.                THIS WHITE PAPER IS FOR INFORMATIONAL PURPOSES ONLY, AND MAY CONTAIN TYPOGRAPHICAL  ERRORS AND TECHNICAL INACCURACIES. THE CONTENT IS PROVIDED AS IS, WITHOUT EXPRESS OR  IMPLIED WARRANTIES OF ANY KIND.  © 2009 Dell Inc. All rights reserved. Reproduction of this material in any manner whatsoever without  the express written permission of Dell Inc. is strictly forbidden. For more information, contact Dell.  Dell, the DELL logo, PowerEdge, and PowerVault are trademarks of Dell Inc. Flare, EMC are registered  trademarks of EMC in the United States and/or other countries. Oracle, RAC are registered trademarks  of Oracle in the United States and/or other countries.   Other trademarks and trade names may be used in this document to refer to either the entities claiming  the marks and names or their products. Dell disclaims proprietary interest in the marks and names of  others.    Page 2     
  • 3. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    Contents    Executive Summary ....................................................................................................................................... 2  Introduction .................................................................................................................................................. 4  Overview of ASM Technology ....................................................................................................................... 4  Overview of EqualLogic Storage Technology ................................................................................................ 4  Configuring Dell EqualLogic PS Series iSCSI Storage ................................................................................. 7  I/O Load Balancing .................................................................................................................................... 7  Test Methodology to Evaluate Load Balance of PS and ASM ....................................................................... 8  ORION (Oracle I/O Numbers) .................................................................................................................... 8  Test Configuration  .................................................................................................................................... 8  . Test Cases  ................................................................................................................................................. 8  . Analysis ................................................................................................................................................... 10  Conclusion ................................................................................................................................................... 12  References .................................................................................................................................................. 12          Page 3     
  • 4. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    Introduction    Storage and database administrators need to consider the underlying storage layout when managing I/O  intensive applications like transaction processing databases. Generally, the initial capacity requirements  were determined and fulfilled but as data needs grow, additional storage is purchased. With current IT  systems, the amount of data handled daily is rapidly increasing, resulting in an increase in future storage  requirements. As a result, initial acquisition costs are increasing and estimating and managing capacity is  becoming more and more complex.   Dell EqualLogic PS Series storage simplifies storage deployment, provisioning and management. With  the Oracle ASM and Dell EqualLogic PS iSCSI storage solution customers benefit from the lower total  cost of ownership for storage, and also get a performance boost from the solution. This paper outlines  how Oracle ASM complements the PS EqualLogic load balancing capability.  Overview of ASM Technology    With Oracle 10g RDBMS, Oracle introduced a feature called Oracle Automatic Storage Management  (ASM) that provides the database administrator with a simple storage management interface that is  consistent across all server and storage platforms.  It is an integrated file system built for Oracle  database files with volume manager.  Oracle ASM improves storage performance of asynchronous I/O with the management of a file system  for database deployments. With this flexible architecture, Oracle ASM reduces a database  administrator’s time for managing storage, by removing manual intervention.  ASM virtualizes the database storage into disk groups, or a set of disk groups, and manages the database  files automatically within the disk group. Data is spread evenly across all the disks in the disk group to  optimize performance and available resource utilization. ASM has eliminated the need to manually tune  the I/O performance of a database files, and provides benefits for raw I/O with easy management of file  system.   ASM provides redundancy by mirroring against disk failures. Another feature of ASM is to stripe data  evenly across a number of disks in the disk group to maintain uniform distribution of extents as storage  configuration changes.  Overview of EqualLogic Storage Technology      Page 4     
  • 5. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    ISCSI storage is growing in popularity because of its easy integration into existing ethernet  infrastructures and relative ease‐of‐management. Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage systems are  built on peer storage architecture. With peer storage architecture, the storage pool can be expanded by  adding more members to the pool while at the same time sustaining performance with expanding  capacity.  For EqualLogic iSCSI deployments, individual Dell EqualLogic PS Series arrays that are part of a group are  called members. Each member is assigned to a storage pool. When a group contains more than one  member, those members can be of a different capacity and type (SAS or SATA arrays). These members  can be configured with different RAID types. These characteristics, along with the ability to move  volumes into specific pools without any interruption in service, can be used to implement tiered storage.  Additional benefits of EqualLogic iSCSI PS Series storage include:    • Facilitates Storage Management: Unlike conventional SAN products PS Series groups offer  network storage access in block mode. Each group member cooperates with other members to  automate resource provisioning and performance optimization. In a PS Series group, member  arrays share disk storage, controllers, caches, network links and management interface in a peer  to peer architecture. The disk data is dispersed across the group members with the placement  continually adjusted for optimal performance as resources are added or load changes occur. In  addition, application server network sessions are distributed across members to spread out the  I/O requests. The result is a storage system that scales linearly in all aspects of storage capacity,  network bandwidth, application server request processing capacity and performance. There is  no separate management of arrays and volumes; all administration is performed at the group  level thus limiting the SAN management cost with the growth of the SAN.    • Distributed Page‐Based Volume Management: The RAID protected member disk space  contributes to the PS Series groups virtualized storage pool, and is partitioned into fixed‐sized  chunks of data called pages. Each volume has a page map that allocates and reallocates pages to  the members, and the page map is shared by each member that contains a page of the volume.  These page maps are also used to implement volume snapshots, replication and thin  provisioning (over‐subscription). Pages can be moved transparently across disks in a member  and group members for automatic load balancing to help ensure data availability.    • Fast, Simple Provisioning and Scaling: A PS Series group can scale linearly in both capacity and  performance while the system remains online. This architecture allows for a multi‐member  group to grow efficiently in a controlled fashion without disrupting storage processing.  Individually, each member is a fully‐functional, high‐performance, highly‐available storage array  with mirrored write‐back caches and multiple storage network connections. Resources like  disks, controllers, caches, and network connections can be easily added and removed from a  group with no complex administration or impact on availability. As capacity and performance  requirements increase, a group can be expanded. Data and application server connection load    Page 5     
  • 6. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    balancing occur automatically as the group scales. Data access activity is monitored, and data  and network connections are adjusted as needed automatically and online.    • Increased Availability: Storage consolidation increases the need for availability in the storage  infrastructure. PS Series architecture essentially eliminates single points of failure and enables  an array to survive multiple, simultaneous failures:  o Each PS Series array consists of redundant components disks, controllers with mirrored  write‐back caches, network interfaces, power supplies, and cooling fans.  o Hot‐swappable hardware components help to reduce downtime. Loss of controllers does  not cause loss of RAID protection for all supported RAID types.  o Disks are automatically configured with RAID, and hot spares are reserved to help ensure  that data is protected; hot sparing and data recovery require no user intervention.  o Volume replication can provide site‐level disaster protection. Group member hardware  upgrades can be done while a group is online; simply add the upgraded array to the group. A  member can be decommissioned while a group is online; simply remove the array from the  group.    • Automated Management:  In PS Series architecture, RAID configuration and hot sparing is  automated. Dynamic storage and network I/O load balancing occur as resources and  performance metrics change. The need for administrators to manually map application data to  specific physical devices, controllers and network ports are eliminated.    Dell EqualLogic iSCSI PS Series storage architecture is divided into four elements: the PS Series array, the  PS Series group, the PS Series storage pool and volumes.  PS Series Array: A high‐performance block storage device configured with fully‐redundant storage unit  containing disks (SAS or SATA), high‐performance network interfaces, mirrored controllers, four battery‐ backed caches and more advanced features. All the disks in the array are automatically protected with  RAID (RAID 10, RAID 5, or RAID 50) and hot spares.  PS Series Group: A PS Series group is comprised of a single or multiple arrays working together. In the PS  architecture the group is the top level entity. The group is seen as a single, shared storage service by  application servers and administrators.  PS Series Storage Pool: A PS Series storage pool is the aggregate sum of storage space after creating  RAID on single or multiple storage arrays within storage group. PS storage groups can have multiple  storage pools of different RAID (RAID 10, RAID 5, or RAID 50) with single or multiple arrays. Volumes are  created from these storage pools.  Volume: Administrators create volumes from the available space in the PS storage group. A volume can  be spread across multiple members in the group automatically. The group exports volumes as iSCSI    Page 6     
  • 7. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    targets protected with security, including authentication and authorization, for both discovery and  access. Hosts see the volumes as local disks when they get connected to the storage. Volume snapshots  and volume replicas can also be created from the storage pool.    Configuring Dell EqualLogic PS Series iSCSI Storage  The Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage is an intelligent disk array that provides automated load  balancing, granular capacity, and performance scalability. The architecture intelligently spreads the  workload widely over all its internal resources, providing automated tuning for availability and  performance. Users can scale both capacity and performance in a linear and independent way as  needed. The following sections evaluate and summarize how Oracle ASM IO load balancing  complements Dell EqualLogic PS Series storage’s load balancing, when deployed together.  I/O Load Balancing    Load balancing avoids performance bottlenecks by assuring that the I/O workload utilizes all available  disk drive resources:  • Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage automatically load‐balances I/O among all disk drives  across the volumes within a storage pool.  All volumes utilize all the disk drives in a balanced  fashion.  • ASM provides load‐balanced I/O across all LUNs in an ASM disk group by distributing the  contents of each data file evenly across the entire pool of storage in the disk group based on a 1  MB stripe size.    When used in combination, Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage load balancing allows multiple  volumes and file‐system data to share common disk drives, while reducing the number of volumes per  ASM disk group for improved manageability.  ASM further allows load balancing across multiple volumes  that ensures the data is evenly spread across all the disk drives of a RAID group in a volume, which  guarantees optimal read/write performance in high‐transaction database environments.    Oracle ASM I/O rebalancing across physical disk drives occurs when disk drives are added to expand a  volume.  The key benefit of volume or LUN resizing is that it is a nondestructive process and easy to  accomplish. There is no downtime needed for expanding the ASM disk group, thus allowing the storage  provisioning to occur dynamically with database growth needs. To eliminate a frequently‐accessed data  ‘hot spot,’ the affected pages may be spread across different disks or group members, without the need  to move all the pages for an entire volume. The built‐in load balancing features use real‐time and  historical access trends, as well as capacity and status information, to help continuously improve  performance within individual arrays and the group as a whole.       Page 7     
  • 8. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    Test Methodology to Evaluate Load Balance of PS and ASM    To measure the performance of Dell EqualLogic PS Series iSCSI storage I/O load balancing with Oracle  ASM, solutions engineers used the Oracle I/O numbers calibration tool (ORION).    ORION (Oracle I/O Numbers)  ORION is a tool used to simulate Oracle database workloads (OLTP, DSS or mixed OLTP and DSS) and to  characterize the underneath storage subsystem.  Test Configuration  To evaluate the load balancing features of the Dell EqualLogic™ PS iSCSI storage with Oracle ASM, a two‐ node Oracle 11g R1 (11.1.0.7) RAC cluster was deployed with a RAID 10 layout. The database was  stressed with OLTP type of workload. The following table lists the hardware and software components  used in the test.  Hardware  Components      Server  2xR710  Storage  PS6000XV  Network Switch  Power Connect 5448  Software        OS  RHEL 5U3  Oracle RDBMS (with RAC)  EE 11g R1 (11.1.0.7)  DM‐Multipath    Database        Database Volume Size  200 GB  Benchmark Tools        ORION  Version 11.1.0.7  Table 1: Hardware and software component list  Test Cases   To evaluate how Oracle ASM load balancing complements EqualLogic load balancing, performance runs  were carried out for following two test cases with OLTP workload:   • Only EqualLogic load balancing  • Combined EqualLogic and Oracle ASM load balancing  For simulation of the EqualLogic load balancing capability, four EqualLogic PS6000XV storage arrays  (member 1, member 2, member 3 and member 4) were used to create a storage pool.  A single 200 GB  storage volume (volume 1) was created in the storage pool, as is illustrated below in Figure 1.     Page 8     
  • 9. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    To simulate the effect of combined EqualLogic and Oracle ASM load balancing, two storage pools  (storage pool 1 and storage pool 2) were created from four EqualLogic PS6000XV arrays (member 1 and  member 2 for storage pool 1, member 3 and member 4 for storage pool 2). Two identical volumes of  100 GB size were created from each of these pools (Volume 1 and Volume 2) as is illustrated below in  Figure 2.                                       Gigabit Ethernet Network      Member 1  Member 2  Member 3  Member 4          Volume 1          Storage Pool      Storage Group  Figure 1: PS storage architecture for PS only load balancing    Page 9     
  • 10. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage                                      Gigabit Ethernet Network      Member 1  Member 2  Member 3  Member 4                        Volume 1  Volume 2        Storage Pool 1  Storage Pool 2    Storage Group    Figure 2: PS Storage architecture for PS and ASM load balancing  OLTP Workload  The small random I/O workload simulates the typical online transaction processing (OLTP) applications,  where most I/O operations are small random reads (20%) and small random writes (80%) with an I/O  size equivalent to the database block size, typically 8 KB. The performance in terms of number of I/O  operations per second (IOPS) and I/O latency is the key to comparing the performance of storage  subsystems for OLTP databases.     Analysis    Storage subsystem was stressed with ORION for different load levels and performance metrics (IOPS and  latency) were captured to analyze the performance. Load level is expressed in terms of the number of  outstanding asynchronous I/Os.     First performance data was captured for the configuration which simulates only EqualLogic PS  load  balancing (as explained in figure 1). Later same performance data was captured for combined EqualLogic  and Oracle ASM load balancing (as explained in figure 2). These two set of data were compared to  analyze how Oracle ASM load balancing complemented EqualLogic load balancing.    In Figure 3, the X‐axis represents the number of outstanding I/Os and Y‐axis represents the percentage  increase in IOPS for combined ASM and PS load balancing over the PS‐only load balancing. We can    Page 10     
  • 11. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    observe that for small random I/O workloads (OLTP), the combined ASM and PS load balance can deliver  up to 32% increase in IOPS.    % Increase in IOPS 35 30 % Increase in IOPS 25 20 15 % Increase in IOPS  10 when ASM used with  5 PS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Outstanding I/O's      Figure 3: Percentage increase in IOPS for “combined PS and ASM load balancing” over “only PS load  balancing”  In Figure 4, the X‐axis represents the number of outstanding I/Os, and the Y‐axis represents the  percentage decrease in latency for the combined ASM and PS load balancing over PS‐only load  balancing. Within a permissible latency (around 4 ms for OLTP workloads), the combined ASM and PS  load balancing can deliver up to a 25% decrease in latency. From these results, we can conclude that  ASM load balancing complements PS load balancing.     % Decrease in Latency 30 % Decrease in Latency 25 20 15 10 % Decrease in  Latency when ASM  5 used with PS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Outstanding I/O's     Page 11     
  • 12. Performance Implications of running Oracle ASM with Dell EqualLogic™ PS series storage    Figure 4: Percentage decrease in latency for “combined PS and ASM load balancing” over “only PS  load balancing”  Conclusion    The test results demonstrate that the performance of Oracle ASM on Dell EqualLogic iSCSI storage  subsystem improves considerably with PS load balancing. This is achieved by selecting an appropriate  number of storage pools and members. This improvement is due to the fact that the Dell EqualLogic PS  Series iSCSI storage systems are built on peer storage architecture that enables the storage performance  scalability by expanding the IP SAN.    References    1. Automatic Storage Management.   http://www.oracle.com/technology/products/database/asm/index.html   2. Dell Storage Selection Guidelines for Oracle Databases  http://www.equallogic.com/resourcecenter/assetview.aspx?id=5117   3. Orion User Guide,  http://www.oracle.com/technology/software/tech/orion/index.html  4.  “Inside the EqualLogic PS Series iSCSI Storage Arrays”, John Joseph, Eric Schott and Kevin Wittmer,  Dell Power Solutions, February, 2008.  http://www.dell.com/downloads/global/power/ps1q08‐20080249‐EqualLogic.pdf  5. Deploying Oracle Database on Dell EqualLogic PS5000XV iSCSI Storage  http://www.equallogic.com/resourcecenter/assetview.aspx?id=5115     Page 12